一种琼脂糖凝胶切割装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种核酸纯化装置，特别是涉及一种从琼脂糖凝胶中切胶回收核酸条带的装置。


背景技术：

2.琼脂糖凝胶电泳技术是实验室中常用的用于分离核酸物质的检测技术，从凝胶中分离核酸需要将携带有目标核酸的凝胶胶块切割分离出来，再用一定的纯化方法将核酸从胶块中分离纯化。
3.核酸与染料结合后，可以在紫外光激发下发出荧光，实验室中通常是用锋利的刀片将带有荧光的胶块切下。由于紫外光对人体有损伤，所以这个步骤需要一定的防护，比如需要带紫外护目镜和手套。胶块通常是长方体状，需要至少切4下才能将胶块从凝胶中完全分离。也有技术用锋利的金属管直接一刀切下(例如专利cn211278535u)，简化了切胶流程。
4.目前绝大部分切胶技术都是在一个切胶台上完成的，通常切胶台上有一个紫外光源用于激发核酸产生荧光。光源会照射整个凝胶，在这个过程中紫外光会大量外泄，而核酸在长时间的紫外光照射下也会受到损伤，影响后续的应用。


技术实现要素：

5.本实用新型涉及一种琼脂糖凝胶切割装置，其特征在于，所述装置包括光源部分和切割部分，所述光源部分包括固定在框架上的紫外光源；所述切割部分包括可移动地安装在框架上的推杆和固定于框架上的刀头，所述刀头为中空管状结构，刀头的一端固定在所述框架上，刀头的另一端为刀口，刀口位于框架外部；所述推杆的一端可以从刀头的固定端伸入刀头的内部通道中；所述紫外光源被设置在刀头旁侧，并且所述紫外光源发出的紫外光的中心光路的方向为从刀口斜上方射向刀口正下方。
6.在一些实施方案中，所述琼脂糖凝胶切割装置还包括操作手柄和传动机构，所述传动机构的一端与所述操作手柄相连，另一端与所述推杆相连，所述传动机构可以将操作手柄的动作转化为推杆在切割部分通道内的移动，由此使得当对操作手柄进行操作时，可以通过所述传动机构带动推杆向上或向下移动。
7.在一些实施方案中，所述传动机构为杠杆、滑轮或液压传动系统。
8.在一些实施方案中，述琼脂糖凝胶切割装置还包括杠杆，所述杠杆通过支点安装在外壳上，所述杠杆可以围绕所述支点转动，所述杠杆的一端是操作手柄，另一端的端部具有凹槽，所述推杆上设置有销柱，所述销柱可滑动地嵌在所述凹槽中；当拨动操作手柄时，可使所述杠杆围绕所述支点转动，所述销柱随之在所述凹槽中滑动，由此带动所述推杆向上或向下移动。
9.在一些实施方案中，所述杠杆的两端与所述支点的连线夹角小于150度。
10.在一些实施方案中，所述操作手柄被设置为靠近所述装置上适合于手持的部位，以使得操作人员单手握住该手持部位时，可以用同一个手对所述操作手柄进行操作。
11.在一些实施方案中，所述紫外光源发出的紫外光的中心光路与所述刀头的夹角为 30-60度。
12.在一些实施方案中，所述紫外光源是紫外led灯珠，其发出的紫外光的波长在 400nm以下。
13.在一些实施方案中，所述紫外光源发出的紫外光的波长为180nm、254nm、270nm、 280nm、300nm、360nm或380nm。
14.在一些实施方案中，所述紫外光源的总功率小于等于5w。
15.在一些实施方案中，所述紫外光源的总功率在0.1-1w范围内。
16.在一些实施方案中，所述刀头的横截面为中空的长方形、椭圆形或圆角长方形。
17.在一些实施方案中，所述琼脂糖凝胶切割装置还安装有紫外滤光片，使得所述紫外光源发出的紫外光穿过所述紫外滤光片射向所述刀口正下方。
18.在一些实施方案中，其中所述推杆上设置有弹簧，使得所述推杆向下移动时，所述弹簧在所述推杆向下移动时被压缩。
19.本实用新型的装置使紫外线从刀头外部照射凝胶,可以增加被照射的区域面积,同时又不会照射一大片凝胶,在保护核酸的同时,可快速定位核酸条带并切割条带。
附图说明
20.图1是本实用新型的切胶装置的示意图。
21.附图标记：
22.1：外壳；2：紫外led灯珠；3：紫外滤光片；4：中心光路；5：刀头；6：支点； 7：杠杆；8：推杆；9：手持部；10：操作手柄；11：销柱。
具体实施方式
23.通过以下详细的描述并结合附图将更充分地理解本实用新型。
24.在本实用新型中，除非另有明确说明，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.此外，术语“水平”、“竖直”、“垂直”等并不表示要求部件绝对水平、竖直或垂直，而是可以稍微倾斜。
27.本实用新型的琼脂糖凝胶切割装置(可简称为“切胶装置”)包括光源部分和切割部分，所述光源部分包括固定在框架上的紫外光源，用于提供照射凝胶中核酸条带的紫外光；所述切割部分包括可移动地安装在框架上的推杆和固定于框架上的刀头，所述刀头为
中空管状结构，刀头的一端固定在所述框架上，刀头的另一端为刀口，刀口位于框架外部；所述推杆的一端可以从刀头的固定端伸入刀头的内部通道中；所述紫外光源被设置在刀头旁侧，并且所述紫外光源发出的紫外光的中心光路的方向为从刀口斜上方射向刀口正下方。
28.所述的“刀口斜上方”在本实用新型中是指当使用所述切胶装置进行切胶操作时的方位，此时刀头竖直放置且刀口向下垂直于琼脂糖凝胶平面。
29.在一些实施方案中，所述切割部分可以包括外壳、推杆和刀头，所述外壳具有两端开口的通道；所述刀头的一端固定在所述通道的内部，另一端伸出所述通道，位于外壳外部；所述推杆可移动地容纳在所述通道中。
30.紫外光源可以安装在框架上任何适合的位置处，以使得所述紫外光源发出的光线能够照射在凝胶上。例如，光源部分可以包括外壳形式的框架和置于外壳内的紫外光源。在一些实施方案中，该外壳内具有空腔，紫外光源可以安装在所述空腔的壁上。
31.在一些实施方案中，光源部分的框架上还可以安装有紫外滤光片，使得所述紫外光源发出的光穿过所述紫外滤光片照射到凝胶上，例如可以在外壳空腔的开口处设置紫外滤光片。紫外滤光片可以阻挡可见光，但允许紫外光通过。例如，如本领域技术人员所知，有些紫外滤光片可以将绝大部分可见光截止，但允许一定波长紫外光通过。可使用的紫外滤光片包括但不限于型号为zwb2的透紫外滤光片。紫外滤光片的作用是降低紫外光源中的可见光成分，减少可见光对核酸发出的荧光的干扰从而增加核酸荧光与背景光强度之间的对比，以提高检测灵敏度。
32.紫外滤光片并不是必需的，而只是为了进一步提高检测灵敏度。特别是，当紫外光源的可见光部分很微弱时，例如使用波长为254nm波长的深紫外光源时，不使用紫外滤光片也可以具有非常高的检测灵敏度。
33.为了提高紫外光的利用率，在紫外光源与刀头之间的外壳的内部空腔表面上还可以具有反光材料，例如涂覆或粘上可以反射紫外光的反光材料。所述可以反射紫外光的反光材料例如可以是铝箔或镀铬。还可以使安装有紫外光源的空腔表面的至少一部分的曲率半径适合于将从紫外光源直射到该表面上的紫外光反射至刀口正下方的位置，这样可以增强刀头出口处的紫外光强度，提高荧光与背景光的强度比值。在这种情况下，可以用较低功率的紫外光源，也可以增加紫外光源的供电电池的使用时长。
34.所述紫外光源可以是任何可以容纳在所述装置中并能发出紫外光的光源，例如紫外灯珠，如紫外led灯珠。与传统的紫外tuv灯管相比，紫外led灯珠的优势是尺寸小，电路简单，可直接用干电池供电，因此可以容纳在较小空间中，可灵活操作。
35.所述紫外光源可以包括一个、两个或更多个紫外led灯珠，所述紫外光源优选发光波长在400nm以下。所述紫外光源的发光波长包括但不限于180nm，254nm， 270nm，280nm，300nm，360nm或380nm波长，优选360nm和254nm波长。所使用的紫外光源可以是任何功率，例如其总功率可以在5w以下，例如在0.03w-5w之间，优选0.5-1w，更优选为0.1-1w。
36.本实用新型中，“中心光路”是指紫外光源，例如紫外led灯珠发出的光柱的中心线，一般是光能量最高的区域。
37.所述刀头用于对凝胶进行切割，能够从凝胶中切割出与金属管横截面相同大小的胶块。刀头的固定端可以通过任何适当的方式固定在框架上，例如通过粘接固定。刀头优选
为金属材料，刀口优选为平口。刀头的横截面的形状和尺寸适合于将凝胶中的目标条带完整切割下来，其形状可以与目标条带的形状相同或相近，其尺寸可以与目标条带相同或者略大于目标条带。一般核酸在凝胶中的分布是矩形带状的，因此刀头的横截面可以是中空的矩形，刀头的横截面还可以是中空的椭圆形或圆角矩形等。刀头朝下的一端 (即刀口)是锋利的，当刀头垂直向下戳入凝胶时，可将进入刀头内的胶块相对于凝胶其它部分切割开来，刀口是平口的，所以在戳穿凝胶时，能够尽量减少刀头内胶块与其它部分凝胶的粘连，方便胶块随着刀头提升时被带出。为了进一步降低粘连，也可在戳穿凝胶后，前后倾斜本装置，扯断可能残存的粘连处。
38.刀头的内部通道还可以作为胶块被切下后的临时储存场所，当胶块需要被转移到指定容器时，可由推杆将胶块从刀口处推出。该内部通道可以临时储存多个胶块。如果所切的核酸是相同类型的，或者不同类型但可以混合在一起的，则只需多次切割一次转移，减少操作步骤。
39.所述推杆可移动地安装在切割部分的框架上中，推杆的一端可以从刀头的固定端伸入刀头的内部通道中，以将胶块从刀口处推出。推杆的长度适合于将刀头内部通道中的胶块推出刀头。所述推杆的远离刀头的一段可以具有平面，以便于操作人员按压。在一些实施方案中，推杆上还可以安装一个弹簧，当手动使推杆向下移动推动胶块时，弹簧被压缩，此时只需松手，推杆即可在弹簧的作用下复位，可减少操作难度。所述弹簧可以安装在推杆远离刀头一端的凸缘和切割部分的外壳之间。
40.在一些实施方案中，所述切割部分可以包括外壳、推杆和刀头，所述外壳具有两端开口的通道；所述刀头的一端固定在所述通道的内部，另一端伸出所述通道，位于外壳外部；所述推杆可移动地容纳在所述通道中。在一些实施方案中，所述推杆可以由两部分组成，其一部分与所述装置的切割部分的通道内表面配合，以带动推杆在通道中往复移动，另一部分可容纳与刀头的内部通道中。
41.所述光源部分以及其中的紫外光源被设置在刀头的旁侧，由所述紫外光源发射的紫外光的中心光路是从刀口的斜上方射向刀口的正下方，由此使得紫外光的光路不会受到切割装置，尤其是刀头的阻挡，而且，当所述装置移动至紫外光照射到琼脂糖凝胶中的目标核酸条带，激发出荧光时，刀口的位置正好处于目标核酸条带的正上方，此时垂直向下切割凝胶，可准确切下含有目标核酸的胶块。因此，紫外光源的中心光路与刀头之间的夹角可以是例如在10度至80度的范围内，优选在30度至60度的范围内，更优选在30度至45度的范围内或45度至60度的范围内。当使用所述切胶装置时，所述刀头与琼脂糖凝胶平面垂直，所述紫外光源的中心光路与琼脂糖凝胶平面的夹角在10度至 80度的范围内，优选在30度至60度的范围内，更优选在30度至45度的范围内或45 度至60度的范围内。
42.所述光源部分和所述切割部分的相对位置是固定的。所述光源部分的框架和所述切割部分的框架可以是一体的，或者可以通过任何适当的方式固定连接或者可拆卸地连接，例如通过螺纹连接或卡接，以便于安装和拆卸，或便于调整紫外光光路的角度。所述框架可以是外壳的形式。
43.所述光源部分的框架可以制成适合于抓握的形状，例如为细长条形，以便于操作人员手持所述切胶装置移动光源部分至紫外光对准琼脂糖凝胶上的目标核酸条带。或者，作为另一实施方案，所述切割部分的框架可以制成适合于抓握的形状，以便于操作人员手
持所述切胶装置移动切割部分。或者，在一些实施方案中，所述光源部分和所述切割部分的框架均制成适合于抓握的形状，以使操作人员根据具体情况和习惯选择手持的部位。在一些实施方案中，所述光源部分包括手持部，操作人员可以握住该手持部进行切胶操作。
44.在一些实施方案中，所述切胶装置可以进一步包括操作手柄和传动机构，传动机构的一端与操作手柄相连，另一端与切割部分的推杆相连，所述传动机构可以将操作手柄的动作转化为推杆在切割部分通道内的移动，由此使得当对操作手柄进行操作时，可以带动推杆向上或向下移动。所述传动机构包括但不限于杠杆、滑轮、液压传动系统、齿轮和齿条等。所述操作手柄被设置为靠近所述切胶装置外壳上适合于手持的部位，以使得操作人员单手握住该手持部位时，可以用同一个手的手指对操作手柄施加动作，从而可以实现单手操作。对操作手柄施加的操作可以是拨动或按动，或任何其它适合的动作。
45.在一个优选的实施方案中，如图1所示，所述切胶装置包括光源部分和切割部分，所述光源部分和切割部分具有共同的外壳1；所述光源部分包括手持部9、紫外led灯珠2和紫外滤光片3，光源部分的下部具有空腔，紫外led灯珠2安装在该空腔内，该空腔端部安装有紫外滤光片；所述切割部分包括推杆8和刀头5，切割部分具有两端开口的竖直通道，刀头5是横截面为中空矩形的中空金属管，刀头的上端固定在所述通内部，刀头的下端为平口且锋利的刀口；所述推杆8可移动地容纳在所述通道中，推杆的下端向下移动时可以伸入刀头5的中空部分；所述紫外led灯珠2发出的紫外光的中心光路4为从刀口斜上方射向刀口正下方。所述切胶装置还包括杠杆7，所述杠杆7通过支点6安装在外壳1上，所述杠杆7可以围绕支点6转动，所述杠杆7的一端是操作手柄10，其靠近手持部9，另一端的端部具有凹槽，推杆8上具有销柱11，所述销柱 11可滑动地嵌在所述凹槽中，当拨动操作手柄10时，杠杆7围绕支点6转动，销柱11 随之在所述凹槽中滑动，由此带动推杆上下移动。
46.优选地，杠杆7的操作手柄与另一端与支点的连线夹角小于等于150度，例如可以是90-150度，或者可以是90-120度或120-150度。
47.当使用图1所示的切胶装置进行操作时，操作人员可以单手斜握住所述手持部9移动所述切胶装置，使紫外led灯珠发出的紫外光照射琼脂糖凝胶中的目标核酸条带，随后向下用力使刀口垂直戳入凝胶，将刀口正下方的胶块纳入刀头内部，胶块与凝胶的其它部分分离.抬起刀头时,胶块仍然留在刀头内部，然后可以用手指水平拨动操作手柄 10，通过杠杆的传动带动推杆8向下移动，将胶块推出刀头。
48.所述的杠杆7和销柱11可以在所述切胶装置两侧对称设置，以使得推杆受力均匀。
49.如图1所示，手持部9与推杆8之间有一定距离，当操作人员握住手持部后,无法用同一只手对推杆用力，而使用杠杆则可以实现单手切割胶块并推出胶块。应当理解，除杠杆外，还可以使用其他传动方式将对于操作手柄的动作转化为推杆的向上或向下移动，例如滑轮、液压等。
50.在图1所示切胶装置中，可以在推杆8的上方安装弹簧，当拨动操作手柄10带动推杆8向下移动时，弹簧被压缩，此时只需松开操作手柄10，推杆8在弹簧的作用下能够迅速复位，无需手指往回拨动操作手柄10，可以减少单手操作的难度。
51.本实用新型的切胶装置中，紫外光路的中心从刀口的正下方通过,这样可以用尽量低的能量激发局部胶块的荧光,从而保护操作人免受大量紫外线的照射。本实用新型的切胶装置中的紫外光源位于切割部分的旁侧，由于光路从斜上方照射凝胶，使操作人免于
紫外光直射眼睛，胶面反射的紫外光从远离操作人的方向通过，可进一步减少紫外光对人的照射。
52.本实用新型的实施方式并不限于上述实施例所述，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以在形式和细节上对本实用新型做出各种改变和改进，而这些均被认为落入了本实用新型的保护范围。